寧波電網區域無功電壓控制系統的完善

周 行

（國網浙江省電力公司寧波供電公司，浙江 寧波315012）

0 引言

無功電壓控制發展始于20世紀60年代全網最優潮流離線仿真計算［1］。法國在20世紀90年代實現了全網三級電壓控制，基于三級控制思想，在廠站通過自動裝置實現一級控制，在全網實現全局優化控制。在我國省一級電網中基本是按照這種方式實現全網分級分區電壓無功控制［2］。寧波電網屬于分區電壓無功控制，2010年以后寧波電網區域無功電壓控制（AVC）系統便投入了正式的閉環運行。雖然閉環運行有著諸多優點，但同時也存在著不少問題，隨著對電網運行要求的不斷提高，完善AVC系統迫在眉睫。

1 運行現狀

1.1 對區域無功電壓控制系統要求高

寧波電網2010年調控一體化的實現，使得調度與運行監控2個專業更好地融合在一起，能夠有效地對整個寧波電網進行調控，全局性更廣，及時性更強。這就要求區域無功電壓控制系統的控制策略能夠準確及時滿足整個寧波電網的運行要求。

1.2 區域無功電壓控制系統可用性和準確性存在問題

由于AVC系統中的遙測、遙信等數據來源于SCADA系統，因此，SCADA系統數據的準確性對于AVC系統的計算、策略、控制都有著非常重要的影響。在實際運行過程中，經常發現AVC無法對某個設備進行控制，經核查發現是該設備SCADA遙測量出現錯誤所導致。如某電容器開關處于熱備用狀態，實際電流值為0，但其遙測電流數據卻仍然顯示為152A，這時，AVC系統會判斷這個電容器存在故障，并把它排除在控制范圍之外。由此可見，該系統的可用性與可靠性還存在一定的問題。

1.3 系統維護方法和展示方式存在不足

AVC系統的維護對于維護人員來說是一件非常耗時耗力的工作。例如：一個新變電站要納入AVC閉環運行，必須進行相應的參數錄入、AVC建模、圖形制作、閉環調試等工作，以驗證AVC系統對其控制的正確性，這需要耗費大量的時間與精力。為此，我們還對幾個變電站相應的調試時間進行了統計，如表1所示（統計時間：2013年7月13日）。

另外，展示界面不夠人性化和友好。如調控人員需要通過觀察“調壓命令表”對未能及時通過AVC進行控制的設備進行人工干預，但“調壓命令表”中的調壓命令太多，很多只是涉及開環運行的變電站（此類信息給調控人員以提示），且刷新極快，調控人員無法及時捕捉到信息。為此，我們還對某些天“調壓命令表”中出現的命令條數進行了統計。一天的命令條數基本都是上萬。

表1 變電站AVC調試時間 單位：min

2 完善無功電壓控制系統的措施

2.1 查找SCADA系統中的錯誤數據并及時處理

經過多方的學習參考，我們主要總結了3個方案。方案1：由維護人員逐一對每個變電站內的遙信、遙測等數據進行核對和處理。方案2：在AVC系統過濾SCADA數據過程中將其過濾的數據通過列表形式給出，維護人員根據告警進行相應處理。方案3：另設計程序，單獨對SCADA系統中的錯誤數據進行甄別，再由維護人員進行處理。對于方案1：逐個廠站進行排查可以發現所有錯誤數據并保證系統安全運行，但員工工作量大，若出現新的錯誤數據不能及時發現。對于方案2：能夠及時準確了解SCADA錯誤數據，相對于方案1可以減少不少人力，系統安全性上也不存在隱患。對于方案3：能夠及時準確了解SCADA錯誤數據，但需另外設計程序，設計過程費時費力，而且需要進行驗證，不能在短時間內實施，并且軟件對于系統的安全性有待考證。為了盡量減少人力、物力開支并兼顧系統的安全運行，綜合以上分析，方案2最佳。

2.2 縮短變電站AVC調試時間

由于AVC調試時間過長，給系統安全運行埋下了隱患，那么如何縮短時間，我們初步給出了3個方案。方案1：加快參數錄入、圖形制作等工作速率，盡量縮短時間。方案2：在保證正確性的基礎上簡化AVC閉環調試步驟，跳過AVC動作所需條件，直接進行閉環調試。方案3：跳過AVC閉環調試環節，人工確認數據庫中信息的正確性。從可實施性、經濟性、安全性3個方面對以上方案進行比較：方案1雖然能縮短時間，但縮短的時間不能達到要求，需要維護人員進一步提高工作效率，不經濟且效果不明顯，同時維護人員工作時間縮短存在安全隱患。方案2能夠大大縮短AVC閉環調試時間，同時兼顧經濟性與安全性。方案3能夠直接省去AVC閉環調試環節，節省更多時間，但存在安全隱患。

我們可以從表1中看出，每個變電站的AVC閉環測試時間均占總用時的將近一半，如果能大大縮短這段時間，達到目標的可能性就很大。從經濟性考慮，應盡量使維護人員保持正常的工作節奏；從安全性考慮，AVC系統必須安全可靠，不允許存在安全隱患。所以方案2成為首選。

2.3 減少“調壓命令表”界面累計的記錄數

“調壓命令表”累計條數過多，給工作人員帶來了巨大的工作量，降低了員工的工作效率，因此減少累計調壓命令記錄數可以大大提高系統的運行效率。我們給出了3個實現方案。方案1：修改程序，降低AVC系統計算速率，減少調壓命令。方案2：在列表條件中加入判據“變電站是否閉環”，列出閉環變電站的調壓命令。方案3：重新進行AVC建模，只包含已投入閉環運行的變電站。方案1需要修改程序，雖然能達到目標，但犧牲了AVC的及時性，同時存在安全隱患。方案2能滿足要求并兼顧經濟與安全性。方案3需要重新建模，雖然能滿足要求，但犧牲了AVC的全局性和完整性，同時重建工作量巨大而且缺乏安全可靠性。

要將累計調壓命令記錄數從原來的近萬條減少至近千條，可從3個方面考慮?？蓪嵤┬裕喝叨寄軡M足要求；經濟性：方案1和方案3都需要對程序和數學模型進行更改，不經濟；安全性：方案1需要修改程序，會給AVC運行帶來風險，方案3需要重新建立數學模型，更改整個AVC的架構，是不可行的。綜上所述，我們選擇了方案2。

3 方案實施

在確定好方案后，我們分別從3方面進行了實踐操作：（1）使AVC系統在過濾數據過程中的告警信息可見，并在圖形列表中列出來，在選擇列表過程中，將“廠站ID號”、“告警設備ID號”、“告警名稱”、“閉鎖狀態”、“閉鎖類型”、“動作時間”等作為所關聯的域名列出。（2）通過內部設置，使得AVC閉環調試時不需要滿足所有判據，直接彈出調試窗口進行調試，同時修改右鍵菜單功能，使其具備調用閉環測試工具的功能。（3）在內部設置中加入判據“變電站是否閉環”作為列表條件，并在圖形列表中列出，所列出的記錄都是在加入“變電站是否閉環”的判據后AVC系統所發出的調壓命令。

4 結語

實施以上3個方案可以準確地在SCADA系統中找到相應缺陷，并及時處理，變電站AVC調試時間縮短為近60min，“調壓命令表”界面中一天累計的記錄數縮短至近2 000條，大大提高了整個寧波電網的運行水平，降低了員工的工作強度，具有很好的間接經濟效益。

［1］張勇軍，任震.無功電壓動態控制的分布式協同優化［J］.中國電機工程學報，2004（4）

［2］郭慶來，孫宏斌，張伯明，等.協調二級電壓控制的研究［J］.電力系統自動化，2005（3）